一种高分辨率高照度的机器视觉系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种高分辨率高照度的机器视觉系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前透镜组A、光阑、后透镜组B、平板保护玻璃所述前透镜组A包括依次设置的光焦度为正的月牙形透镜A1，光焦度为正的月牙形透镜A2，光焦度为负的月牙形透镜A3。所述后透镜组B依次包括光焦度为负的双凹形透镜B1，光焦度为正的月牙形透镜B2，光焦度为正的双凸形透镜B3，光焦度为正的月牙形透镜B4，光学系统的前透镜组A光焦度为负，后透镜组B光焦度为正。结构简单、美观，分辨率高，照度极高，系统兼容1/1.8”(

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率高照度的机器视觉系统


[0001]本技术涉及一种高分辨率高照度的机器视觉系统。

技术介绍

[0002]目前已有许多类似此类专利技术的检测镜头投入使用，但是其他此类镜头都有体积大，重量重，照度较低，近距像质差，成本太高或者边缘MTF太低等等一系列问题，难以满足现在的检测需求，致此类镜头难以有效推广。

技术实现思路

[0003]本技术对上述问题进行了改进，即本技术要解决的技术问题是目前已有许多类似此类专利技术的检测镜头投入使用，但是其他此类镜头都有体积大，重量重，照度较低，近距像质差。
[0004]本技术的具体实施方案是：一种高分辨率高照度的机器视觉系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前透镜组A、光阑、后透镜组B、平板保护玻璃，所述前透镜组A包括依次设置的光焦度为正的月牙形透镜A1，光焦度为正的月牙形透镜A2，光焦度为负的月牙形透镜A3；所述后透镜组B依次包括光焦度为负的双凹形透镜B1，光焦度为正的月牙形透镜B2，光焦度为正的双凸形透镜B3及光焦度为正的月牙形透镜B4，光学系统的前透镜组A光焦度为负，后透镜组B光焦度为正。
[0005]进一步的，前组月牙形透镜A1到月牙形透镜A2的空气距离为0.1mm，月牙形透镜A3到光阑的空气距离为1.467mm，光阑到双凹形透镜B1的空气距离为5.231mm，双凹形透镜B1到月牙形透镜B2的空气距离为0.584mm，月牙形透镜B2到双凸形透镜B3的空气距离为0.1mm，月牙形透镜B4到平板保护玻璃为10mm。
[0006]进一步的，所述光焦度为正的月牙形透镜A2其材料为镧冕玻璃，光焦度为负的月牙形透镜A3其材料为镧火石玻璃，其通过光学胶水组合成胶合片。
[0007]进一步的，双凸形透镜B3与月牙形透镜B4之间空气距离为1.831 mm ～12.088 mm之间变化。
[0008]进一步的，光阑对应光圈数值为2.8～16；焦距为25mm，光学畸变≤
‑
0.5%。
[0009]进一步的，物距为无穷远时，镜头光学总长TTL≤34mm，光学后焦≥10mm，照度＞98%。
[0010]进一步的，双凸形透镜B3的物侧面的曲率半径R6与月牙形透镜B4的像侧面的曲率半径R7满足1.2＜(R6+R7)/(R6
‑
R7)＜1.8。
[0011]进一步的，设光学系统焦距为f时，月牙形透镜A1，月牙形透镜A2，月牙形透镜A3，双凹形透镜B1，月牙形透镜B2，双凸形透镜B3及月牙形透镜B4的焦距依次为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中：
[0012]0.7＜|f1/f|＜1.5；0.5＜|f2/f|＜1.3；
[0013]0.1＜|f3/f|＜0.6；0.3＜|f4/f|＜1.0；
[0014]1.0＜|f5/f|＜1.7；0.3＜|f6/f|＜1.0；
[0015]2.2＜|f7/f|＜3.3。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：与现有技术相比，本专利技术结构保留了双高斯结构有效矫正长焦系统所带来的部分垂轴像差，降低敏感度的优异特性的基础上，拆分了后组的双凹形透镜B1, 月牙形透镜B2，加强了镜头对于矫正球差及色彩的能力，再加上月牙形透镜B4对校正场区有显著效果，三片镜片的空气间隙也可以用来补偿高级像差。在合理替换玻璃下，镜头在高温和低温的情况下焦点无明显偏移。系统畸变小，充分减小了图像失真度，可为工业检测提供良好的检测画面。
[0017]通过分析光线走向的方式，充分利用光阑的特性改变面型，可达到调整光线在每个面上所形成的入射及出射角度，配合折射率的调整和对渐晕的控制可以很好的平衡光焦度，从而提升照度，达到很高的均匀度。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的光学结构图。
[0019]图2为光学系统调制传递函数图。
[0020]图3为光学系统的照度图。
[0021]图4为光学系统的场曲和畸变图。
[0022]图中：C
‑
光阑，D
‑
平板保护玻璃,1
‑
月牙形透镜A1，2
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月牙形透镜A2，3
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月牙形透镜A3，4
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月牙形透镜B1，5
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双凸形透镜B2，6
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双凸形透镜B3，7
‑
月牙形透镜B4，D
‑
平板保护玻璃。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。
[0024]如图1～4所示，一种高分辨率高照度的机器视觉系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前透镜组A、光阑、后透镜组B、平板保护玻璃，所述前透镜组A包括依次设置的光焦度为正的月牙形透镜A1，光焦度为正的月牙形透镜A2，光焦度为负的月牙形透镜A3；所述后透镜组B依次包括光焦度为负的双凹形透镜B1，光焦度为正的月牙形透镜B2，光焦度为正的双凸形透镜B3及光焦度为正的月牙形透镜B4，光学系统的前透镜组A光焦度为负，后透镜组B光焦度为正。
[0025]本实施例中，前组月牙形透镜A1到月牙形透镜A2的空气距离为0.1mm，月牙形透镜A3到光阑的空气距离为1.467mm，光阑到双凹形透镜B1的空气距离为5.231mm，双凹形透镜B1到月牙形透镜B2的空气距离为0.584mm，月牙形透镜B2到双凸形透镜B3的空气距离为0.1mm，月牙形透镜B4到平板保护玻璃为10mm。
[0026]所述光焦度为正的月牙形透镜A2其材料为镧冕玻璃，光焦度为负的月牙形透镜A3其材料为镧火石玻璃，其通过光学胶水组合成胶合片。所述月牙形透镜A2与月牙形透镜A3组成胶合片。
[0027]本实施例中，双凸形透镜B3与月牙形透镜B4之间空气距离为1.831 mm ～12.088 mm之间变化。光阑对应光圈数值为2.8～16；焦距为25mm，光学畸变≤
‑
0.5%，物距为无穷远时，镜头光学总长TTL≤34mm，光学后焦≥10mm，照度＞98%。
[0028]设光学系统焦距为f时，月牙形透镜A1，月牙形透镜A2，月牙形透镜A3，双凹形透镜B1，月牙形透镜B2，双凸形透镜B3及月牙形透镜B4的焦距依次为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中：
[0029]0.7＜|f1/f|＜1.5；0.5＜|f2/f|＜1.3；
[0030]0.1＜|f3/f|＜0.6；0.3＜|f4/f|＜1.0；
[0031]1.0＜|f5/f|＜1.7；0.3＜|f6/f|＜1.0；
[0032]2.2＜|f7/f|＜3.3。
[0033]下表为本实施例中各镜片的参数，以下为各个镜片的曲率半径，厚度，外径单位均为mm，各个面为各个镜片沿图示左至右，胶合面作为同一个面；
[0034][0035]本实施例中，由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率高照度的机器视觉系统，其特征在于，包括镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前透镜组A、光阑、后透镜组B、平板保护玻璃，所述前透镜组A包括依次设置的光焦度为正的月牙形透镜A1，光焦度为正的月牙形透镜A2，光焦度为负的月牙形透镜A3；所述后透镜组B依次包括光焦度为负的双凹形透镜B1，光焦度为正的月牙形透镜B2，光焦度为正的双凸形透镜B3及光焦度为正的月牙形透镜B4，光学系统的前透镜组A光焦度为负，后透镜组B光焦度为正。2.根据权利要求1所述的一种高分辨率高照度的机器视觉系统，其特征在于，前组月牙形透镜A1到月牙形透镜A2的空气距离为0.1mm，月牙形透镜A3到光阑的空气距离为1.467mm，光阑到双凹形透镜B1的空气距离为5.231mm，双凹形透镜B1到月牙形透镜B2的空气距离为0.584mm，月牙形透镜B2到双凸形透镜B3的空气距离为0.1mm，月牙形透镜B4到平板保护玻璃为10mm。3.根据权利要求1所述的一种高分辨率高照度的机器视觉系统，其特征在于，所述光焦度为正的月牙形透镜A2其材料为镧冕玻璃，光焦度为负的月牙形透镜A3其材料为镧火石玻璃，其通过光学胶水组合成胶合片。4.根据权利要求1所述的一种高分辨率高照度的机器视觉系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊攀，谢建城，
申请(专利权)人：福建福光天瞳光学有限公司，
类型：新型
国别省市：